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C++ 98 11 14 17 20 手册

移动构造函数

来自cppreference.com
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T 的移动构造函数是非模板构造函数,其首个形参是 T&&const T&&volatile T&&const volatile T&&,且无其他形参,或剩余形参均有默认值。

语法

类名 ( 类名 && ) (1) (C++11 起)
类名 ( 类名 && ) = default; (2) (C++11 起)
类名 ( 类名 && ) = delete; (3) (C++11 起)

其中 类名 必须指名当前类(或类模板的当前实例化),或在命名空间作用域或友元声明中声明时,必须是有限定的类名。

解释

1) 移动构造函数的典型声明。
2) 强制编译器生成移动构造函数。
3) 避免隐式移动构造函数。

当(以直接初始化复制初始化)从同类型的右值(亡值或纯右值) (C++17 前)亡值 (C++17 起)初始化对象时,调用移动构造函数,情况包括

  • 初始化:T a = std::move(b);T a(std::move(b));,其中 b 类型为 T
  • 函数实参传递:f(std::move(a));,其中 a 类型为 TfRet f(T t)
  • 函数返回:在如 T f() 的函数中的 return a;,其中 a 类型为 T,它有移动构造函数。

当初始化器为纯右值时,通常会优化掉 (C++17 前)始终不会进行 (C++17 起)对移动构造函数的调用,见复制消除

典型的移动构造函数“窃取”实参曾保有的资源(例如指向动态分配对象的指针,文件描述符,TCP socket,I/O 流,运行的线程,等等),而非复制它们,并使其实参遗留于某个合法但不确定的状态。例如,从 std::string 或从 std::vector 移动可以导致实参被置为空。但是不应依赖此行为。对于某些类型,例如 std::unique_ptr,移动后的状态是完全指定的。

隐式声明的移动构造函数

若不对类类型(structclassunion)提供任何用户定义的移动构造函数,且下列各项均为真:

则编译器将声明一个移动构造函数,作为其类的非 explicitinline public 成员,签名为 T::T(T&&)

类可以拥有多个移动构造函数,例如 T::T(const T&&)T::T(T&&)。当存在用户定义的移动构造函数时,用户仍可用关键词 default 强制编译器生成隐式声明的移动构造函数。

隐式声明(或在其首个声明被预置)的移动构造函数,具有动态异常说明 (C++17 前)异常说明 (C++17 起)中所描述的异常说明。

弃置的隐式声明的移动构造函数

若下列任何一项为真,则类 T 的隐式声明或预置的移动构造函数被定义为弃置的

  • T 拥有无法移动(拥有被弃置、不可访问或有歧义的移动构造函数)的非静态数据成员;
  • T 拥有无法移动(拥有被弃置、不可访问或有歧义的移动构造函数)的直接或虚基类;
  • T 拥有带被弃置或不可访问的析构函数的直接或虚基类;
  • T 是联合式的类,且拥有带非平凡移动构造函数的变体成员。

重载决议忽略被弃置的预置移动构造函数(否则它会阻止从右值复制初始化)。

平凡移动构造函数

当下列各项全部为真时,类 T 移动构造函数为平凡的:

  • 它不是用户提供的(即它是隐式定义或预置的);
  • T 没有虚成员函数;
  • T 没有虚基类;
  • T 的每个直接基类选择的移动构造函数都是平凡的;
  • T 的每个类类型(或类类型数组)的非静态成员选择的移动构造函数都是平凡的。

平凡移动构造函数是与平凡复制构造函数实施相同动作的构造函数,即它如同用 std::memmove 来进行对象表示的复制。所有与 C 兼容的数据类型(POD 类型)均为可平凡移动的。

隐式定义的移动构造函数

若隐式声明的移动构造函数既未弃置亦非平凡,则当其被 ODR 式使用时,它为编译器所定义(生成并编译函数体)。对于 union 类型,隐式定义的移动构造函数(如同以 std::memmove)复制其对象表示。对于非联合类类型(classstruct),移动构造函数用以亡值实参执行的直接初始化,按照初始化顺序,对对象的各基类和非静态成员进行完整的逐对象移动。若它满足对于 constexpr 构造函数的要求,则生成的移动构造函数为 constexpr

注解

为使强异常保证可行,用户定义的移动构造函数不应抛出异常。例如,std::vector 在需要重新放置元素时,基于 std::move_if_noexcept 在移动和复制之间选择。

若一同提供了复制和移动构造函数而没有其他可行的构造函数,则当实参是相同类型的右值(如 std::move 的结果的亡值,或如无名临时量的纯右值)时,重载决议选择移动构造函数,而当实参是左值(具名对象或返回左值引用的函数/运算符)时,重载决议选择复制构造函数。若只提供复制构造函数,则所有实参类别都选择它(只要它接收到 const 的引用,因为右值能绑定到 const 引用),这使得在移动不可用时,以复制为移动的后备。

当接收右值引用为其形参时,构造函数被称作“移动构造函数”。它没有义务移动任何内容,不要求类拥有要被移动的资源,而且在受允许(但可能没意义)的以 const 右值引用(const T&&)为形参的情况中,‘移动构造函数’可能无法移动资源。

示例

#include <string>
#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <utility>
 
struct A
{
    std::string s;
    int k;
    A() : s("test"), k(-1) { }
    A(const A& o) : s(o.s), k(o.k) { std::cout << "move failed!\n"; }
    A(A&& o) noexcept :
           s(std::move(o.s)),       // 类类型成员的显式移动
           k(std::exchange(o.k, 0)) // 非类类型成员的显式移动
    { }
};
 
A f(A a)
{
    return a;
}
 
struct B : A
{
    std::string s2;
    int n;
    // 隐式移动构造函数 B::(B&&)
    // 调用 A 的移动构造函数
    // 调用 s2 的移动构造函数
    // 并进行 n 的逐位复制
};
 
struct C : B
{
    ~C() { } // 析构函数阻止隐式移动构造函数 C::(C&&)
};
 
struct D : B
{
    D() { }
    ~D() { }          // 析构函数阻止隐式移动构造函数 D::(D&&)
    D(D&&) = default; // 强制生成移动构造函数
};
 
int main()
{
    std::cout << "Trying to move A\n";
    A a1 = f(A()); // 按值返回时,从函数形参移动构造其目标
    std::cout << "Before move, a1.s = " << std::quoted(a1.s) << " a1.k = " << a1.k << '\n';
    A a2 = std::move(a1); // 从亡值移动构造
    std::cout << "After move, a1.s = " << std::quoted(a1.s) << " a1.k = " << a1.k << '\n';
 
    std::cout << "Trying to move B\n";
    B b1;
    std::cout << "Before move, b1.s = " << std::quoted(b1.s) << "\n";
    B b2 = std::move(b1); // 调用隐式移动构造函数
    std::cout << "After move, b1.s = " << std::quoted(b1.s) << "\n";
 
    std::cout << "Trying to move C\n";
    C c1;
    C c2 = std::move(c1); // 调用复制构造函数
 
    std::cout << "Trying to move D\n";
    D d1;
    D d2 = std::move(d1);
}

输出:

Trying to move A
Before move, a1.s = "test" a1.k = -1
After move, a1.s = "" a1.k = 0
Trying to move B
Before move, b1.s = "test"
After move, b1.s = ""
Trying to move C
move failed!
Trying to move D

缺陷报告

下列更改行为的缺陷报告追溯地应用于以前出版的 C++ 标准。

DR 应用于 出版时的行为 正确行为
CWG 1402 C++11 本会调用非平凡复制构造函数的预置移动构造函数被弃置;
被弃置的预置移动构造函数仍参与重载决议
允许调用这种复制构造函数;
使之在重载决议中被忽略
CWG 2094 C++11 volatile 子对象丢弃预置的移动构造函数的平凡性(CWG 496) 平凡性不受影响
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